Linux Kernel Sources（Linux 核心源程序）

本章描述了你应该在 Linux 核心源程序的什么地方开始查看特定的核心功能。

本书不依赖‘ C ’语言的知识或要求你有 Linux 核心源程序才能理解 Linux 核心如何工作。而是说，练习查看核心源程序能够对于 Linux 操作系统有一个深入地理解。本章给出核心源程序的概览：它们如何组织，你应该从哪里开始查找特定的代码。

Where to Get The Linux Kernel Sources （从哪里得到 Linux 核心源程序）

所有的主要的 Linux 分发（ Craftworks ， Debian ， Slackware ， RedHat 等等）中间都有核心源程序。通常 L 安装在你的 Linux 系统上的 Linux 核心都是用这些源程序建立的。实际上这些源程序显得有些过时，所以你可能希望得到附录 C 提到的 web 站点得到最新的源程序。它们放在 ftp://ftp.cs.helsinki.fi 和其它所有的镜像的 web 站点。 Helsinki 的 web 站点最新，但是其它站点例如 MIT 和 Sunsite 也不会太落后。

如果你无法访问 web ，还有许多 CDROM 厂家用非常合理的费用提供世界主要 web 站点的块找。一些甚至提供预订服务，按季或月进行更新。你的本地的 Linux 用户组也是一个源程序的好的来源。

Linux 核心源程序有一个非常简单的编号系统。任何偶数的核心（例如 2.0.30 ）都是一个稳定的发行的核心，而任何奇数的核心（例如 2.1.42 ）都是一个开发中的核心。本书基于稳定的 2.0.30 源代码。开发版的核心具有所有的最新特点和所有最新的设备的支持，但是它们可能不稳定，可能不是你所要的，但是让 Linux 社团测试最新核心是很重要的。这样可以让整个社团都进行测试。记住，即使你测试非生产用核心，最好也要备份你的系统。

对于核心源程序的改动作为 patch 文件分发。工具 patch 可以对于一系列源文件应用一系列修改。例如，如果你有 2.0.29 的源程序树，而你希望转移到 2.0.30 ，你可以取到 2.0.30 的 patch 文件，并把这些 patch （编辑）应用到源程序树上：

$ cd /usr/src/linux

$ patch -p1 < patch-2.0.30

这样可以不用拷贝整个源程序树，特别对于慢速的串行连接。一个核心补丁（正式和非正式的）的好来源是 http://www.linuxhq.com

How The Kernel Sources Are Arranged （核心源程序如何组织）

在源程序树的最上层你会看到一些目录：

arch arch 子目录包括所有和体系结构相关的核心代码。它还有更深的子目录，每一个代表一种支持的体系结构，例如 i386 和 alpha 。

Include include 子目录包括编译核心所需要的大部分 include 文件。它也有更深的子目录，每一个支持的体系结构一个。 Include/asm 是这个体系结构所需要的真实的 include 目录的软链接，例如 include/asm-i386 。为了改变体系结构，你需要编辑核心的 makefile ，重新运行 Linux 的核心配置程序

Init 这个目录包含核心的初始化代码，这时研究核心如何工作的一个非常好的起点。

Mm 这个目录包括所有的内存管理代码。和体系结构相关的内存管理代码位于 arch/*/mm/ ，例如 arch/i386/mm/fault.c

Drivers 系统所有的设备驱动程序在这个目录。它们被划分成设备驱动程序类，例如 block 。

Ipc 这个目录包含核心的进程间通讯的代码

Modules 这只是一个用来存放建立好的模块的目录

Fs 所有的文件系统代码。被划分成子目录，每一个支持的文件系统一个，例如 vfat 和 ext2

Kernel 主要的核心代码。同样，和体系相关的核心代码放在 arch/*/kernel

Net 核心的网络代码

Lib 这个目录放置核心的库代码。和体系结构相关的库代码在 arch/*/lib/

Scripts 这个目录包含脚本（例如 awk 和 tk 脚本），用于配置核心

Where to Start Looking （从哪里开始看）

看像 Linux 核心这么巨大复杂的程序相当困难。它就像一个巨大的线球，显示不出终点。看核心的一部分代码通常会引到查看其它几个相关的文件，不就你就会忘记你看了什么。下一节给你一个提示，对于一个给定的主题，最好看源程序树的那个地方。

System Startup and Initialization （系统启动和初始化）

在一个 Intel 系统上，当 loadlin.exe 或 LILO 把核心加载到内存并把控制权交给它的时候，核心开始启动。这一部分看 arch/i386/kernel/head.S 。 head.S 执行一些和体系结构相关的设置工作并跳到 init/main.c 中的 main() 例程。

Memory Management （内存管理）

代码大多在 mm 但是和体系结构相关的代码在 arch/*/mm 。 Page fault 处理代码在 mm/memory.c 中，内存映射和页缓存代码在 mm/filemap.c 中。 Buffer cache 在 mm/buffer.c 中实现，交换缓存在 mm/swap_state.c 和 mm/swapfile.c 中。

Kernel

大部分相对通用的代码在 kernel ，和体系结构相关的代码在 arch/*/kernel 。调度程序在 kernel/sched.c ， fork 代码在 kernel/fork.c 。 bottom half 处理代码在 include/linux/interrupt.h 。 task_struct 数据结构可以在 include/linux/sched.h 中找到

PCI

PCI 伪驱动程序在 drivers/pci/pci.c ，系统范围的定义在 include/linux/pci.h 。每一种体系结构都有一些特殊的 PCI BIOS 代码， Alpha AXP 的位于 arch/alpha/kernel/bios32.c

Interprocess Communication

全部在 ipc 目录。所有系统 V IPC 对象都包括 ipc_perm 数据结构，可以在 include/linux/ipc.h 中找到。系统 V 消息在 ipc/msg.c 中实现，共享内存在 ipc/shm.c 中，信号灯在 ipc/sem.c 。管道在 ipc/pipe.c 中实现。

Interrupt Handling

核心的中断处理代码几乎都是和微处理器（通常也和平台）相关。 Intel 中断处理代码在 arch/i386/kernel/irq.c 它的定义在 incude/asm-i386/irq.h 。

Device Drivers （设备驱动程序）

Linux 核心源代码的大部分代码行在它的设备驱动程序中。 Linux 所有的设备驱动程序源代码都在 drivers 中，但是它们被进一步分类：

/block 块设备驱动程序比如 ide （ ide.c ）。如果你希望查看所有可能包含文件系统的设备是如何初始化的，你可以看 drivers/block/genhd.c 中的 device_setup() 。它不仅初始化硬盘，也初始化网络，因为你安装 nfs 文件系统的时候需要网络。块设备包括基于 IDE 和 SCSI 设备。

/char 这里可以查看基于字符的设备比如 tty ，串行口等。

/cdrom Linux 所有的 CDROM 代码。在这里可以找到特殊的 CDROM 设备（比如 Soundblaster CDROM ）。注意 ide CD 驱动程序是 drivers/block 中的 ide-cd.c ，而 SCSI CD 驱动程序在 drivers/scsi/scsi.c 中

/pci PCI 伪驱动程序。这是一个观察 PCI 子系统如何被映射和初始化的好地方。 Alpha AXP PCI 整理代码也值得在 arch/alpha/kernel/bios32.c 中查看

/scsi 在这里不但可以找到所有的 Linux 支持的 scsi 设备的驱动程序，也可以找到所有的 SCSI 代码

/net 在这里可以找到网络设备驱动程序比如 DEC Chip 21040 PCI 以太网驱动程序在 tulip.c 中

/sound 所有的声卡驱动程序的位置

File Systems （文件系统）

EXT2 文件系统的源程序都在 fs/ext2/ 子目录，数据结构的定义在 include/linux/ext2_fs.h,ext2_fs_i.h 和 ext2_fs_sb.h 中。虚拟文件系统的数据结构在 include/linux/fs.h 中描述，代码是 fs/* 。 Buffer cache 和 update 核心守护进程都是用 fs/buffer.c 实现的

Network （网络）

网络代码放在 net 子目录，大部分的 include 文件在 include/net 。 BSD socket 代码在 net/socket.c ， Ipv4 INET socket 代码在 net/ipv4/af_inet.c 中。通用协议的支持代码（包括 sk_buff 处理例程）在 net/core 中， TCP/IP 网络代码在 net/ipv4 。网络设备驱动程序在 drivers/net

Modules （模块）

核心模块代码部分在核心，部分在 modules 包中。核心代码全部在 kernel/modules.c ，数据结果和核心守护进程 kerneld 的消息则分别在 include/linux/module.h 和 include/linux/kerneld.h 中。你可能也希望在 include/linux/elf.h 中查看一个 ELF 目标文件的结构